前言

本文來自菜鳥教程的C語言教程和C++教程的學習筆記，對其中的示例有所刪減與變更，建議以以下兩個鏈接為準。雖說C++是C的擴展，但貌似二者存在差集，而本文只展示了兼容部分。

C 語言教程 | 菜鳥教程 (runoob.com)

https://www.runoob.com/cprogramming/c-tutorial.htmlC++ 教程 | 菜鳥教程 (runoob.com)

https://www.runoob.com/cplusplus/cpp-tutorial.html

Part1    C

一、認識C

1、C語言的演化歷程

可表示為：01-》匯編-》C語言

（1）硬件電路只能表示0、1兩個狀態(tài)，因此最開始編程時，使用的是0101010110101...進行表示，當要做加法時，可以用特定序列（如010101來標識），而對于不同的硬件電路，會有不同的表示方法，因此需要根據(jù)硬件電路來定義，并在編程時查表。

（2）當表示加法的硬件電路統(tǒng)一標準后，那么特定序列就會固定下來，這時候人們使用ADD這樣的標志來表示特定序列，即使用指令方式來表示，這樣就形成了很多指令集，形成匯編語言。

（3）基于匯編語言，發(fā)明了C語言，避免了查詢指令來進行編程，極大提高了編程效率，這就涉及到編譯器的出現(xiàn)，但不同廠家編譯器不兼容，會導致同樣的代碼編譯不成功。為了解決這個問題，規(guī)定了C標準，如C11。但即使這樣，各個廠商為了自身利益，還是產(chǎn)生了很多編譯器。

2、C常用編譯器

最常用的免費可用的編譯器是GNU工具的gcc編譯器：在Linux為gcc指令，在Windows 上需要安裝 MinGW。這也是搭建環(huán)境時需要安裝的，不過一般使用IDE，如VS2019集成環(huán)境。

3、程序結構

#include <stdio.h>  // 預處理器指令，提供接口調用，告訴編譯器在編譯前要包含該文件
// 主函數(shù)，每個C程序都必須有一個主函數(shù)作為入口，程序運行的起點
int main()  // main為函數(shù)名，int表示該函數(shù)返回int類型，int為整形
{
   /* 注釋的方式有2種，編譯器將忽略注釋內容 */
   printf('Hello, World! \n');  // printf為stdio.h的接口，包含后才能使用
   return 0;  // 終止主函數(shù)，返回0，因此當你看到0時，說明程序已經(jīng)終止運行了
}

4、基本語法

從“3、程序結構”中，我們知道語句結束時，需要使用語句結束符“;”；注釋時有2種方式，注釋一行“\\”和注釋多行“\*\*”；函數(shù)或變量會使用函數(shù)名來標識，被稱為標識符，如main，當然標識符是有規(guī)則的；我們還使用了關鍵字return、int等，他們表示某種特定的功能，因此不能作為標志符來使用；在這個程序中，還有空格的使用，空格分隔語句的各個部分，讓編譯器能識別語句中的某個元素（比如 int）在哪里結束，下一個元素在哪里開始。

這些有規(guī)律的組成就是基本語法，相當于人們說話時的語言組成。因此，每個編寫程序的人，口才都應該很好才行，至少要善于組織語言。

二、數(shù)據(jù)類型

三、變量

從“二、數(shù)據(jù)類型”的表格中，我們可以通過關鍵字定義其變量類型，如char c，表示一個字節(jié)（八位）的整數(shù)類型。特別的，void表示類型的缺失。除此之外，C 語言也允許定義各種其他類型的變量，比如枚舉、指針、數(shù)組、結構、共用體等等。

變量是一個存儲名稱，用于告訴編譯器在何處創(chuàng)建變量的存儲，定義與聲明的方式如下表：

 變量類型與注意事項如下表所示：

四、常量

從“二、數(shù)據(jù)類型”的表格中，我們了解到了基本數(shù)據(jù)類型。而常量可以是任何的基本數(shù)據(jù)類型，比如整數(shù)常量、浮點常量、字符常量，或字符串字面值，也有枚舉常量。

定義常量有2種方式，而常量名稱通常為大寫，如下表：

字符常量如下表：

五、存儲類

存儲類定義 C 程序中變量/函數(shù)的范圍（可見性）和生命周期。這些說明符放置在它們所修飾的類型之前，作用周期與生命周期如下表：

六、運算符

運算符是一種告訴編譯器執(zhí)行特定的數(shù)學或邏輯操作的符號，如下表所示：

七、判斷

滿足條件則執(zhí)行A語句，不滿足則執(zhí)行B語句，這就是判斷的作用，如下表所示：

八、循環(huán)

不斷地有規(guī)律地執(zhí)行同一代碼塊，避免不斷地寫重復代碼，這就是循環(huán)的作用之一，如下表所示：

 循環(huán)控制語句如下表：

 九、函數(shù)

函數(shù)就是特定功能的代碼塊，有著特定的輸入輸出，可理解為接口，如下表所示：

十、數(shù)組

數(shù)組用于存儲一個固定大小的相同類型元素的順序集合，如下表所示：

 十一、枚舉

枚舉用于多個同類型數(shù)據(jù)一起賦值，如下表所示：

 十二、指針

指針用于對內存操作，如下表所示：

 指針有許多作用，如下表所示：

十三、回調函數(shù)

A函數(shù)被當作參數(shù)傳入B函數(shù)，那么A函數(shù)被叫做回調函數(shù)，如下表所示：

十四、字符串

字符串實際上是使用空字符 \0 結尾的一維字符數(shù)組，初始化時默認添加\0到末尾，操作字符串時，可使用stdio.h頭文件，提供函數(shù)如下表：

 十五、結構體

用戶自定義數(shù)據(jù)類型，可存儲不同類型的數(shù)據(jù)項，如下表所示：

 十六、共用體

在相同的內存位置存儲不同的數(shù)據(jù)類型，需要使用共用體，如下表所示：

十七、位域

有些信息在存儲時，并不需要占用一個完整的字節(jié)，而只需占幾個或一個二進制位。例如在存放一個開關量時，只有 0 和 1 兩種狀態(tài)，用 1 位二進位即可。為了節(jié)省存儲空間，并使處理簡便，C 語言又提供了一種數(shù)據(jù)結構，稱為'位域'或'位段'，如下表所示：

十八、預處理器

 預處理器是一個文本替換工具，指示編譯器在實際編譯之前完成所需的預處理，如下表所示：

十九、頭文件

頭文件能夠提供接口供外部調用，如下表所示：

二十、強制類型轉換

強制類型轉換是把變量從一種類型轉換為另一種數(shù)據(jù)類型，如下表所示：

二十一、遞歸

遞歸指的是在函數(shù)的定義中使用函數(shù)自身的方法，如下表所示：

二十二、可變參數(shù)

要給函數(shù)傳入可變數(shù)量的參數(shù)，如下表所示：

二十三、命令行參數(shù)

想要從外部控制程序，而不是在代碼內對這些值進行硬編碼時，如下表所示：

Part2    C++

 一、認識C++

1.、C與C++

C++是C語言的超集，即包含C語言全部語法，并基于此進行了擴展。相對C語言，C++面向對象，而C面向過程，即使如此，C++本質上是C。C++的程序文件后綴為cpp，而C程序文件的后綴是c。

2、基本語法

在C的基礎上，引入了對象、類、方法、即時變量，而方法就是C函數(shù)。而即時變量指的是對象內的變量，他跟隨著對象的生命周期。在C++中引入了命名空間的概念，常用的命名空間有”using namespace std; “，為的是避免地會出現(xiàn)變量或函數(shù)的命名沖突。

二、差異

這里的差異指的是C++基于C的新增，即C有的，C++都有（貌似存在差集，只能說以前C++是        C的超集，現(xiàn)在語法上存在差集，以后可能會漸行漸遠），就不再重復累述。

1、數(shù)據(jù)類型

（1）布爾型

bool ：有兩個值，true 值代表真，false 值代表假

（2）寬字符型

wchar_t  ： 一個寬字符暫用2 或 4 個字節(jié)，如果常量以 L（僅當大寫時）開頭，則表示它是一個寬字符常量（例如 L'x'），此時它必須存儲在 wchar_t 類型的變量中。否則，它就是一個窄字符常量（例如 'x'），此時它可以存儲在 char 類型的簡單變量中。

2、常量

新增2個常量修飾符：

（1）volatile

修飾符 volatile 告訴編譯器不需要優(yōu)化volatile聲明的變量，讓程序可以直接從內存中讀取變量。對于一般的變量編譯器會對變量進行優(yōu)化，將內存中的變量值放在寄存器中以加快讀寫效率。

（2）restrict

由 restrict 修飾的指針是唯一一種訪問它所指向的對象的方式。只有 C99 增加了新的類型限定符 restrict。

3、存儲類

（1）mutable

mutable 說明符僅適用于類的對象，它允許對象的成員替代常量。也就是說，mutable 成員可以通過 const 成員函數(shù)修改。

（2）thread_local

使用 thread_local 說明符聲明的變量僅可在它在其上創(chuàng)建的線程上訪問。 變量在創(chuàng)建線程時創(chuàng)建，并在銷毀線程時銷毀。 每個線程都有其自己的變量副本。

4、運算符

（1）二進制運算符（在C中也可用，這里做補充）

<< ： 左移運算符

>> ：右移運算符

（2）逗號運算符

 ,  ： 會順序執(zhí)行一系列運算。整個逗號表達式的值是以逗號分隔的列表中的最后一個表達式的值。

（3）成員運算符

.  ：用于引用類、結構和共用體的成員

（4）強制轉換運算符

const_cast 運算符用于修改類型的 const / volatile 屬性。除了 const 或 volatile 屬性之外，目標類型必須與源類型相同。這種類型的轉換主要是用來操作所傳對象的 const 屬性，可以加上 const 屬性，也可以去掉 const 屬性。

dynamic_cast 在運行時執(zhí)行轉換，驗證轉換的有效性。如果轉換未執(zhí)行，則轉換失敗，表達式 expr 被判定為 null。dynamic_cast 執(zhí)行動態(tài)轉換時，type 必須是類的指針、類的引用或者 void*，如果 type 是類指針類型，那么 expr 也必須是一個指針，如果 type 是一個引用，那么 expr 也必須是一個引用。

reinterpret_cast 運算符把某種指針改為其他類型的指針。它可以把一個指針轉換為一個整數(shù)，也可以把一個整數(shù)轉換為一個指針。

static_cast 運算符執(zhí)行非動態(tài)轉換，沒有運行時類檢查來保證轉換的安全性。例如，它可以用來把一個基類指針轉換為派生類指針。

5、函數(shù)

（1）匿名函數(shù)

6、字符串

（1）string類類型

由C++ 標準庫提供，引入（#include <string>），使用（string str1 = 'runoob';）。

7、引用

引用變量是一個別名，也就是說，它是某個已存在變量的另一個名字。一旦把引用初始化為某個變量，就可以使用該引用名稱或變量名稱來指向變量。形式如 int& r = i;  表明r與i共用存儲地址。

三、類與對象

類是對C函數(shù)的二次封裝，讓C函數(shù)有了集合，形成了對象，如下表所示：

類的訪問有特定的修飾符，如下表所示：

 類的構造函數(shù)會在創(chuàng)建類的新對象時執(zhí)行，而析構函數(shù)在銷毀類的對象時執(zhí)行，如下表所示：

拷貝構造函數(shù)在創(chuàng)建對象時，是使用同一類中之前創(chuàng)建的對象來初始化新創(chuàng)建的對象，類似于python中的單例模式，如下表所示：

 類的友元函數(shù)是定義在類外部，但有權訪問類的所有私有（private）成員和保護（protected）成員。友元可以是一個函數(shù)，該函數(shù)被稱為友元函數(shù)；友元也可以是一個類，該類被稱為友元類，在這種情況下，整個類及其所有成員都是友元。如下表所示：

 內聯(lián)函數(shù)在編譯時，編譯器會把該函數(shù)的代碼副本放置在每個調用該函數(shù)的地方。對內聯(lián)函數(shù)進行任何修改，都需要重新編譯函數(shù)的所有客戶端，因為編譯器需要重新更換一次所有的代碼，否則將會繼續(xù)使用舊的函數(shù)。如下表所示：

 this 指針來訪問自己的地址，類似于python中的self，如下表所示：

當一個指針指向類時，訪問方式使用 -> 符號，如下表所示：

 類的靜態(tài)成員在所有對象中是共享的，如下表所示：

 四、繼承

繼承允許我們依據(jù)另一個類來定義一個類，這使得創(chuàng)建和維護一個應用程序變得更容易，如下表所示：

我們幾乎不使用 protected 或 private 繼承，通常使用 public 繼承。當使用不同類型的繼承時，遵循以下幾個規(guī)則：

• 公有繼承（public）：當一個類派生自公有基類時，基類的公有成員也是派生類的公有成員，基類的保護成員也是派生類的保護成員，基類的私有成員不能直接被派生類訪問，但是可以通過調用基類的公有和保護成員來訪問。
• 保護繼承（protected）： 當一個類派生自保護基類時，基類的公有和保護成員將成為派生類的保護成員。
• 私有繼承（private）：當一個類派生自私有基類時，基類的公有和保護成員將成為派生類的私有成員。

一個派生類繼承了所有的基類方法，但下列情況除外：

• 基類的構造函數(shù)、析構函數(shù)和拷貝構造函數(shù)。
• 基類的重載運算符。
• 基類的友元函數(shù)。

五、重載運算符和重載函數(shù)

重載聲明是指一個與之前已經(jīng)在該作用域內聲明過的函數(shù)或方法具有相同名稱的聲明，但是它們的參數(shù)列表和定義（實現(xiàn)）不相同。如下表所示：

六、多態(tài)

多態(tài)按字面的意思就是多種形態(tài)。當類之間存在層次結構，并且類之間是通過繼承關聯(lián)時，就會用到多態(tài)。C++ 多態(tài)意味著調用成員函數(shù)時，會根據(jù)調用函數(shù)的對象的類型來執(zhí)行不同的函數(shù)。如下表所示：